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目的：血吸虫病肝纤维化是虫卵在肝脏沉积导致以肉芽肿为主要病理特征的肝纤维化。肝纤维化的细胞分子机制为肝星状细胞活化、分化，炎性细胞因子释放及细胞器功能障碍。目前针对组织纤维化的某些治疗方法靶向氧化应激及细胞外基质的降解来减轻炎症和肝纤维化。线粒体可感应细胞压力和细胞代谢变化而发生改变，其功能障碍是药物损伤、缺血再灌注和高脂饮食等引起的急慢性肝病的特征性改变。线粒体生物学代表了一种潜在的有待开发的治疗新领域。二甲双胍(metformin，MET)是治疗2型糖尿病的常用药物，可通过AMPK激活调节自噬，防止线粒体功能障碍，或可改善血吸虫病肝纤维化。肿瘤坏死因子受体相关蛋白1(Tumor necrosis factor receptor-associated protein 1，TRAP1)也称热休克蛋白75(Heat shock proteins 75，HSP75)，是热休克蛋白90(Hsp90)家族的主要成员，参与对线粒体自噬的调控，据报道服用二甲双胍可逆转帕金森氏病线粒体功能中与TRAP1突变相关的变化。本研究以血吸虫感染小鼠为模型，探讨二甲双胍通过TRAP1调节日本血吸虫病肝纤维及其对线粒体自噬、线粒体结构功能的影响。
方法：16(±1)条尾蚴经皮感染建立日本血吸虫感染小鼠模型，20g左右雄性8周BALB/C小鼠随机分成正常对照组(N)、感染组(Sj)、二甲双胍干预感染组(MSj)，二甲双胍干预感染组在血吸虫感染第2天开始灌胃二甲双胍，其他组予以溶剂(ddH2O)灌胃，感染8周后观察肝纤维化情况，并检测肝脏中促纤维化因子及自噬、线粒体自噬相关蛋白的改变。分离小鼠原代肝星状细胞，检测其纤维化相关因子表达水平及自噬、线粒体自噬相关蛋白表达水平的变化及电镜下线粒体结构的变化。
同时，我们用线粒体自噬抑制剂环孢霉素A(Cyclosporin A，CSA)分别抑制脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和可溶性虫卵抗原(Soluble egg antigen， SEA)干预的LX-2细胞，检测其线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子的表达，同时也检测MET干预后的上述LX-2细胞的线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子的的变化及线粒体膜电位的改变。
接下来，我们检测了上述小鼠肝组织和原代HSCs的TRAP1水平，并用TRAP1抑制剂BIIB021分别处理LPS和SEA处理的LX-2细胞，检测其TRAP1、线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子表达，同时也检测MET干预后的LX-2细胞的线粒体自噬相关蛋白和纤维化相关因子的变化。
最后，为了进一步验证上述细胞实验的结果，我们将20g左右雄性BALB/C小鼠随机分成正常对照组(N)、感染组(Sj)、BIIB021干预感染组(BSj)及MET和BIIB021共干预感染组(MBSj)，感染小鼠在血吸虫感染第2天开始灌胃MET和腹腔注射BIIB021，8周后观察肝组织纤维化情况，并检测肝脏中各组促纤维化因子及自噬、线粒体自噬、TRAP1表达变化。
结果：日本血吸虫感染8周后观察到肝脏有明显的虫卵肉芽肿形成，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达升高，LC-3、PINK1、Parkin表达降低，二甲双胍干预后的小鼠肝组织和原代HSCs的α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达降低，且LC-3、PINK1、Parkin表达明显升高，电镜下线粒体肿胀、线粒体融合、嵴断裂的情况明显改善。
同时，我们发现用CSA分别抑制LPS或SEA处理的LX-2细胞后，LC-3、PINK1和Parkin的表达降低，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显升高；若予以MET干预，则LC-3、PINK1、Parkin表达会回升，而α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显降低。线粒体JC-1染色显示，CSA处理会使活化的LX-2细胞线粒体膜电位降低，MET干预后，其线粒体膜电位升高。
我们发现血吸虫感染8周小鼠肝脏和HSCs的TRAP1表达降低，MET干预的小鼠TRAP1水平升高，接下来，我们用BIIB021分别抑制LPS和SEA处理的LX-2细胞，BIIB021处理的活化的LX-2细胞的LC-3、PINK1、Parkin、TRAP1表达降低，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显升高，而予以MET干预后，LC-3、PINK1、Parkin、TRAP1表达升高，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显降低。线粒体JC-1染色显示，BIIB021处理的LPS活化的LX-2细胞线粒体膜电位降低，再加入MET干预后，其线粒体膜电位升高；为进一步验证上述结果，我们用血吸虫感染8周小鼠予以BIIB021和MET，发现BIIB021干预的感染小鼠肝组织肝脏/体重、α-SMA、Collagen-α1表达明显升高，mtDNA、TRAP1表达降低，而MET和BIIB021共同干预的感染小鼠的肝脏肝重/体重、α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1降低，mtDNA、TRAP1表达升高。
结论：血吸虫感染后小鼠肝组织纤维化水平和HSCs的活化均增强，肝脏和HSCs的自噬和线粒体自噬水平降低，二甲双胍的早期干预可抑制HSCs的活化从而改善因虫卵沉积炎症病变导致的肝组织纤维化，并伴有肝星状细胞自噬和线粒体自噬水平的明显升高和线粒体稳态的维持。通过在细胞上的干预以及动物感染实验，我们发现二甲双胍的这种作用一定程度上是通过上调TRAP1蛋白的表达从而激活线粒体自噬，减轻氧化应激，但与影响线粒体的氧化磷酸化无关。
方法：16(±1)条尾蚴经皮感染建立日本血吸虫感染小鼠模型，20g左右雄性8周BALB/C小鼠随机分成正常对照组(N)、感染组(Sj)、二甲双胍干预感染组(MSj)，二甲双胍干预感染组在血吸虫感染第2天开始灌胃二甲双胍，其他组予以溶剂(ddH2O)灌胃，感染8周后观察肝纤维化情况，并检测肝脏中促纤维化因子及自噬、线粒体自噬相关蛋白的改变。分离小鼠原代肝星状细胞，检测其纤维化相关因子表达水平及自噬、线粒体自噬相关蛋白表达水平的变化及电镜下线粒体结构的变化。
同时，我们用线粒体自噬抑制剂环孢霉素A(Cyclosporin A，CSA)分别抑制脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)和可溶性虫卵抗原(Soluble egg antigen， SEA)干预的LX-2细胞，检测其线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子的表达，同时也检测MET干预后的上述LX-2细胞的线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子的的变化及线粒体膜电位的改变。
接下来，我们检测了上述小鼠肝组织和原代HSCs的TRAP1水平，并用TRAP1抑制剂BIIB021分别处理LPS和SEA处理的LX-2细胞，检测其TRAP1、线粒体自噬相关蛋白表达和纤维化相关因子表达，同时也检测MET干预后的LX-2细胞的线粒体自噬相关蛋白和纤维化相关因子的变化。
最后，为了进一步验证上述细胞实验的结果，我们将20g左右雄性BALB/C小鼠随机分成正常对照组(N)、感染组(Sj)、BIIB021干预感染组(BSj)及MET和BIIB021共干预感染组(MBSj)，感染小鼠在血吸虫感染第2天开始灌胃MET和腹腔注射BIIB021，8周后观察肝组织纤维化情况，并检测肝脏中各组促纤维化因子及自噬、线粒体自噬、TRAP1表达变化。
结果：日本血吸虫感染8周后观察到肝脏有明显的虫卵肉芽肿形成，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达升高，LC-3、PINK1、Parkin表达降低，二甲双胍干预后的小鼠肝组织和原代HSCs的α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达降低，且LC-3、PINK1、Parkin表达明显升高，电镜下线粒体肿胀、线粒体融合、嵴断裂的情况明显改善。
同时，我们发现用CSA分别抑制LPS或SEA处理的LX-2细胞后，LC-3、PINK1和Parkin的表达降低，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显升高；若予以MET干预，则LC-3、PINK1、Parkin表达会回升，而α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显降低。线粒体JC-1染色显示，CSA处理会使活化的LX-2细胞线粒体膜电位降低，MET干预后，其线粒体膜电位升高。
我们发现血吸虫感染8周小鼠肝脏和HSCs的TRAP1表达降低，MET干预的小鼠TRAP1水平升高，接下来，我们用BIIB021分别抑制LPS和SEA处理的LX-2细胞，BIIB021处理的活化的LX-2细胞的LC-3、PINK1、Parkin、TRAP1表达降低，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显升高，而予以MET干预后，LC-3、PINK1、Parkin、TRAP1表达升高，α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1表达明显降低。线粒体JC-1染色显示，BIIB021处理的LPS活化的LX-2细胞线粒体膜电位降低，再加入MET干预后，其线粒体膜电位升高；为进一步验证上述结果，我们用血吸虫感染8周小鼠予以BIIB021和MET，发现BIIB021干预的感染小鼠肝组织肝脏/体重、α-SMA、Collagen-α1表达明显升高，mtDNA、TRAP1表达降低，而MET和BIIB021共同干预的感染小鼠的肝脏肝重/体重、α-SMA、Collagen-α1和TGF-β1降低，mtDNA、TRAP1表达升高。
结论：血吸虫感染后小鼠肝组织纤维化水平和HSCs的活化均增强，肝脏和HSCs的自噬和线粒体自噬水平降低，二甲双胍的早期干预可抑制HSCs的活化从而改善因虫卵沉积炎症病变导致的肝组织纤维化，并伴有肝星状细胞自噬和线粒体自噬水平的明显升高和线粒体稳态的维持。通过在细胞上的干预以及动物感染实验，我们发现二甲双胍的这种作用一定程度上是通过上调TRAP1蛋白的表达从而激活线粒体自噬，减轻氧化应激，但与影响线粒体的氧化磷酸化无关。